王福兵

(中海油惠州石化有限公司，广东 惠州 516086)

某公司炼油装置共16套主体单元，共有往复式压缩机13台，离心式压缩机13台，增压机、发电机、轴流风机等复杂机组19台。压缩机选用Tricon控制系统，控制器、I/O模块及数据通信模块采用微处理器硬件技术，具有三重化冗余容错(TMR)功能，能同时满足高可靠性、高可用性的容错控制能力，选用配套的TriStation 1131作为下位编程软件和Wonderware公司开发的Intouch作为上位人机界面软件。

1 压缩机控制系统概况

所有压缩机控制系统(CCS)操作站设置在同一个中心控制室(CCR)内，控制器机柜设置在各装置现场配套的现场机柜室(FAR)内，CCS操作站通过CCR的远程机柜与现场各FAR内控制器建立数据通信，实现集中监控和管理功能。

2 CCS时钟同步的必要性

该炼油装置配置的控制系统如下： 分散控制系统(DCS)主要实现该装置过程控制操作和监控功能；安全仪表系统(SIS)主要实现该装置联锁停车和顺控逻辑操作功能；CCS主要实现装置内大型机组监控、操作和联锁保护功能。3套控制系统同步运行，相互独立，CCR内工艺人员主要通过这3套控制系统实现对整套炼油装置的生产过程监控、操作调整和开停车功能。

DCS和SIS自该装置首次开工以来使用同一个时钟源，定期同步该装置所有DCS和SIS控制器的时间，对于装置内同一时间点发生的事件，DCS记录的各类仪表信号报警时间、历史趋势时间和SIS的事件记录功能(SOE)记录的联锁仪表动作时间一致，为工艺人员和设备维护人员分析装置生产过程和设备故障原因提供了很大的帮助。但CCS没有建立统一的时钟同步功能，由于SIS联锁信号和CCS的联锁信号相互交叉传递，实际生产过程中同时存在因SIS先发出联锁停车指令进而导致压缩机停车和因CCS先发出联锁停车指令进而导致工艺装置停车的现象，因此因果事件发生的先后顺序非常重要，这就要求全厂CCS时间需要和DCS/SIS时间同步，因此，该公司利用全厂停工检修时机进行了CCS时钟同步功能改造。

3 常规CCS时钟同步方法和存在的弊端

常规CCS时钟同步方法主要有两种：

1)人工手动对CCS时间进行单次同步。当在线运行下位组态软件TriStation 1131程序时，可以在不停止该控制器运行的情况下重新校正控制器时间，设置控制器时钟为TriStation 1131 PC机上的本地时间，设置步骤如下：

a)在TriStation 1131 PC机的控制面板中打开Date/Time对话框，设置PC机时间和DCS时间一致。

b)在PC机上将TriStation 1131下位程序上线，单击菜单栏Commands命令，在展开的菜单中选择Set Calendar Clock项，并对弹出的提示对话框进行确认即可完成TRICON系统时钟同步。

c)在上位人机界面(HMI)可编辑Intouch组态脚本自动显示TriStation 1131 PC机时间。

2)同步TRICON控制器时钟方法。HMI通过动态数据交换通信协议(DDE)实现和TRICON控制器数据通信，DDE组态软件具有时钟同步功能，启动该功能后，将TRICON控制器时间实时同步为TriStation 1131 PC机时间，但由于PC机时间通常不是标准时钟源，所以TriStation 1131编程手册说明不推荐使用该功能。

4 CCS时钟同步功能改造方案

4.1 建立CCS时钟同步网

1)为实现所有CCS使用同一个时钟同步源的目的，需要建立CCS时钟同步网。新增加的CCS时钟同步交换机需要将沈阳鼓风机集团有限公司的8套压缩机Tricon控制器交换机、西安陕鼓动力股份有限公司的主风机Tricon控制器交换机、德兰赛兰压缩机Tricon控制器交换机和新比隆压缩机TRICON控制器交换机连接起来，由于该装置DCS和SIS共用的时钟同步源设置在CCR远程机柜间内，在时钟同步源网络端口上增加1条网线连接到新增加的CCS时钟同步交换机上，组成一个新的CCS时钟同步网。CCS时钟同步网络结构如1所示。

图1 CCS控制系统时钟同步网络结构示意

2)由于处于同一个网络中的Tricon控制器IP地址和节点号不能重复，需要使用下位TriStation 1131编程软件修改Tricon控制器CPU模块IP地址和节点号，同时调整现场FAR内TRICON控制柜CPU主处理器硬件模块的拨码盘，修改CPU模块硬件地址，并重新完整下装程序。

3)需要保证时钟同步的单向性和唯一性，即只能有一种时间同步方式对自控系统进行时钟同步，故需确认所有CCS取消DDE时钟同步功能，实现单一时钟源。

4.2 Tricon控制器时钟同步设置

1)在现场各FAR室内的Tricon控制器机架的通信卡网络端口上增加1条网线连接到网络交换机上，作为专用的时钟同步功能网线。

2)打开下位TriStation 1131编程软件，在硬件设置菜单中进行硬件设置，设置路径如下：

TriStation 1131下位机程序—Controller—Configuration—Hardware Allocation—4351A/B TCM-A/B—Time Sync—Left Slot—SNTP—NET2—Master IP Address： 192.168.1.250—确定。确认设置的网络端口接上时钟同步网线，保存设置后重新下装TriStation 1131下位机程序。

4.3 CCS操作站和工程师站PC机时钟同步

CCS操作站和工程师站PC机时钟同步设置如下。

1)确认CCS操作站和工程师站PC机的网线接入该控制系统网络交换机上，可以PING通时钟源IP地址： 192.168.1.250。

2)修改PC机时钟同步频率，设置路径为： 点击“开始”菜单，选择“运行”，输入“gpedit.msc”，选择“管理模板/系统/Windows时间服务/时间提供程序”，点击“配置 Windows NTP客户端”，选择“已启用”，选择类型NTP，在 NTP Server输入时钟源的 IP： 192.168.1.250.0x9—Special Poll Interval，选择3600点击确定。

在设置路径的过程中需注意以下事项：

a)NTP Server输入时钟源的 IP： 192.168.1.250.0x9后面的“.0x9”不能删除，若删除则所设置的同步间隔时间就不确定了，不会按照设定的时间间隔进行时钟同步。

b)时钟同步间隔时间可以根据具体情况而设置，通常设置的是 3 600 s，设置完成后计算机就会和时钟源1个小时同步1次。当时钟同步网络中有多台PC机时，时间同步间隔应不同，避免在同一时间抢占网络资源，造成系统死机。

3)设定PC机Window Time服务， 启动PC机时钟同步功能。首先双击PC机右下角的时间字样，在弹出的对话框中选择“更改日期和时间设置—Internet时间—更改设置—在服务器项填写时钟源IP： 192.168.1.250—确定，此时会显示同步是否成功和下一次同步的时间。

5 结束语

该公司通过优化控制系统时钟同步网，设置公共时钟源的方式，有效解决了DCS，SIS，CCS时间不同步问题。现场实施应用后使用效果良好，提高了工艺和设备人员对生产事件分析的准确性，为装置平稳长周期运行提供了有力的保障。